Загальні принципи організації системи очистки населених місць (вивізна, сплавна)

ПЛАН

1. Вивізна система очистки

2. Сплавна система очистки

Використана література

1. Вивізна система очистки

Ця система складається з таких етапів: 1) збирання покидьків у різного типу пристосування (убиральні, помийниці); 2) вивезення їх спеціальним транспортом у місця ліквідації; 3) знезаражування та їх утилізація.

Для збирання і тимчасового зберігання рідких відходів (фе­калій та сечі людей) будують різного типу убиральні. Убиральні повинні бути зручними і теплими, не забруднювати повітря, грунт, підземні води. Незалежно від типу, убиральні потрібно утримувати в чистоті. Необхідно виключити доступ мух до нечистот.

Убиральні можуть бути індивідуальними, якщо призначені для окремої сім'ї, або громадськими. Вони повинні мати просту будову, що не потребує спеціальних матеріалів. При можливості знешкод­ження нечистот необхідно проводити на території садиби. Найбільш гігієнічними є промивні убиральні, але їх можна будувати лише при наявності водогону і каналізації.

Найбільш вдалим видом убиральні є люфт-клозет (рис. 1). Переважно його влаштовують в одно- і двоповерхових будинках. Нечистоти з люфт-кдозета по вертикальній трубі (чавунній, ке­рамічній, пластиковій або бетонній) потрапляють у вигріб, влашто­ваний під землею ззовні будинку. Вигріб повинен мати водонепро­никні стіни і люк для очистки. Обов'язковим елементом люфт-кло­зета є вентиляційна труба, що проходить з вигребу через весь будинок поряд з димоходом (що стимулює витяжку повітря з вигребу) і виходить на дах на 0,5 м вище димо­вої труби. Вигріб чистять 1-2 рази на рік. Влітку, коли печі не працюють і руху теплого по­вітря немає, замість люфт-клозета ко­ристуються дворо­вою убиральнею.

З гігієнічної точки зору непога­ними є пудр-клозет ящикового - це убираль­ня із засипкою нечистот поглинаючими запах матеріалами (торфом, землею, гуму­сом).

Рис. 1. Люфт-клозет:

1 - унітаз: 2 - стічна труба; 3 - вигріб; 4 - люк; 5 - ущільнена глина; 6 - витяжний канал; 7 - димохід; 8 - зовнішня стіна.

Це споруда наземного типу розміром 1,0 х 1,2 м, висотою 2,1-2,2 м. Під стульчаком влаштовують металевий ящик розміром 0,8 х 0,7 х 0,6 м для збору виділень. На дно ящика насипають дрібний торф, суху землю або попіл шаром 5-8 см. Для дезодорації І захисту від мух виділення щоразу засипають цим же матеріалом. Вміст ящика щодня викидають у влаштований на території садиби ком­пост. Ящик для збирання нечистот роблять з відкидною задньою стінкою, через яку його очищають. Найбільш поширеними е дво­рові убиральні (рис. 2) з вигре­бом, хоч з гігієнічної точки зору вони найменш прийнятні, їх бу­дують не ближче 20 м від житло­вих будинків і 50 м від джерел питної води. Вигріб роблять водонепроникним з витяжною трубою для видалення газів.

У місцях скупчення людей в населених пунктах (наприклад, на ринках, у парках) будують гро­мадські убиральні. Вони можуть бути каналізованими і неканалізо-ваними. їх улаштовують на декіль­ка вічок, між якими встановлюють перегородки висотою не більше як 1,5 м. У громадських убиральнях стульчаки не потрібні, отвори роб­лять у підлозі. Убиральні обов'яз­ково забезпечують природним і штучним світлом. Щоб не допус­тити проникання мух в приміщен­ня, вентиляційні отвори затягують дрібною сіткою. У теплу пору року в неканалізованих убиральнях не­чистоти щоденно засипають сухим хлорним вапном з розрахунку 1-2 кг на 1 м2поверхні ями, або іншою речовиною, що віднаджує мух і знищує їхні личинки. Підлогу, стіни в убиральні постійно миють освітленим 1 % розчином хлорного вап­на. Після очистки вигребу забруднену поверхню землі й люка рясно поливають 20 % розчином хлорного вапна.

Рис. 2. Дворова убиральня з вигребом:

1 - вигріб з бетону; 2 - дерев'яні бруски; 3 - східці; 4 - фрамуга; 5 -вентиляційна труба; 6 - кришка виїреба; 7 - стульчак.

У місцях тимчасового перебування людей (наприклад, у польо­вих станах) доцільно споруджувати убиральні типу польових рівчаків. Польовий рівчак копають завширшки 0,3 м, глибиною до 0,6 м з незначним розширенням донизу, щоб стінки не забруднювалися екскрементами. Після кожного користування виділення засипають землею. Коли рівчак заповнюється на 3/4 глибини, його засипа­ють землею, а поряд викопують інший.

Іншим видом рідких відходів є помиї. Санітарна та епідемічна небезпека їх менша, ніж нечистот, хоч і вони містять велику кількість органічних решток, здатних загнивати, і нерідко патогенні мікроор­ганізми. При невеликій щільності забудови бажано ліквідувати по­миї на місці. Для цього на садибі виділяють ділянку землі, на яку виливають помиї і час від часу її перекопують. Можна помиї вили­вати на компостну купу.

Для збирання і зберігання помий викопують спеціальні ями-помийниці, які складаються з наземної і підземної частини. Підзем­на частина влаштовується так само, як вигріб дворової убиральні, а наземна являє собою ящик з кришкою і дерев'яною решіткою, на яку кладуть солому або інший фільтрувальний матеріал для затри­мання великих часток. Люк вигребу роблять утепленим і щільним. Решітку періодично очищають від покидьків і переносять їх у ящик для сміття. У міру заповнення ями рідину вивозять на поля заорю­вання, асенізації або поливають нею компостні купи. На сьогодні типовими проектами передбачають поєднані вигреби для помий і нечистот.

Гноєсховище. Для збирання і тимчасового зберігання гною та сечі від домашніх тварин в індивідуальних садибах і фермах реко­мендується будувати гноєсховище. Гній може бути місцем плодіння мух, забруднювати повітря, грунт, воду, містити збудники сибі­рки, правця, туберкульозу, бруцельозу, ящура тощо. Тому необхід­но, щоб у кожній садибі, де є тварини, було гноєсховище.

Основу гноєсховища роблять водонепроникною: асфальтованою, цементованою, або утрамбованою глиною завтовшки 25-30 см. Вздовж гноєсховища влаштовують лотки для збирання сечі, яка потім надхо­дить у водонепроникний збірник. Рідину, що виливається і стікає з штабеля гною, використовують для зволоження гною, який підсихає, що покращує гниття. Гній укладають штабелем і присипа­ють землею або торфом. На великих фермах, відгодівельних пунктах гноєсховище будують не ближче як за 50 м від тваринницьких ферм і за 200 м від житлових будинків. Гній і сміття можна використати як біопаливо і добриво у парниковому господарстві.

Нечистоти в неканалізованих населених пунктах знешкоджу­ють ґрунтовим методом на полях асенізації чи полях заорювання. Перші, крім знешкоджування нечистот, використовуються і для вирощування сільськогосподарських культур, другі-тільки для зне­шкоджування. В обох випадках застосовують здатність грунту до самоочищення. При цьому органічні рештки нечистот мінералізу­ються, патогенні мікроорганізми гинуть, а грунт збагачується по­живними речовинами.

Поля заорювання поділяють на дві ділянки І використовують лише для знищення нечистот. Одну заливають влітку, другу - взим­ку. Перед заливкою ділянку переорюють і на підготовлену землю рівномірно з цистернасенізаційного траспорту виливають нечистоти. Через 1-2 дні восени, коли ділянка підсохне, нечистоти переорю­ють. Зимові ділянки заливають взимку. А весною, коли все розмер­знеться, нечистоти всмокчуться, ділянку знову переорюють. Поля заорювання для вирощування сільськогосподарських культур не використовуються, і тому вони можуть прийняти більше нечистот, ніж поля асенізації.

Поля асенізації складаються з 4 ділянок. Кожну ділянку зали­вають нечистотами один раз у три роки. Через рік після заливу на цьому полі можна вирощувати трави, наступного - злаки, на чет­вертий - буряк, картоплю, тобто такі сільськогосподарські культу­ри, які не вживаються в їжу у сирому вигляді.

У частково каналізованих населених пунктах нечистоти з асе­нізаційного транспорту зливають у каналізаційну мережу. З цією метою на великих колекторах каналізації спеціально влаштовують зливні станції. Відстань від зливної станції до найближчого житла повинна бути не меншою 300 м.

При вивантажуванні вигребів і вивезенні нечистот важливо не допустити забруднення транспортних засобів і грунту, інфікування обслуговуючого персоналу. Для цього асенізаційний транспорт по­винен легко завантажуватися, розвантажуватися й очищатися. Найрацїональнішим видом транспорту є пневматичні асенізаційні автоцистерни, які засмоктують нечистоти через шланг, опущений у вигріб. Підчас роботи необхідно користуватися спецодягом.

При недбалому використанні нечистот як добрива на приса­дибних ділянках завжди є епідемічна небезпека. При внесенні їх у грунт часто відбувається забруднення овочів збудниками хвороб, які потім можуть стати причиною захворювань людей навіть тоді, коли овочі перед споживанням миють чистою проточною питною водою. Особливо забруднюються рослини під час поливання грядок розведеними водою нечистотами або гноєм.

З метою попередження забруднення території і повітря нечис­тоти найкраще викидати в компостні купи. Якщо ж за місцевими умовами це чомусь неприйнятне, нечистоти можна певною мірою знешкодити за допомогою витримування не менше року у вигребній ямі убиральні. Для цього убиральню переносять на новий вигріб, а старий засипають землею.

2. Сплавна система очистки

Сплавна система (каналізація) призначена для прийому стічних вод у місцях їх утворення, транспортування, очистки, знезаражен­ня і випуску їх у водойми або на грунтові ділянки. Вона до мінімуму зводить контакт людей з нечистотами, сприяє високому санітарно­му комфорту, попереджує забруднення рідкими покидьками об'єктів навколишнього середовища: грунту, повітря, водойм. Вона еконо­мічно дешевша, ніж вивізна.

Каналізація буває господарсько-фекальна, промислова і зли­вова. Господарська - фекальна каналізація приймає стічні води і рідкі покидьки, які утворюються внаслідок господарсько-побутової діяльності І фізіологічних відправлень людини. Промислова каналі­зація відводить стічні води від підприємств, зливова-дощові і роз­талі води. Каналізація може бути роздільною і загальносплавною. Роздільна система передбачає окремий збір, транспортування і очи­стку стоків кожна з описаних вище видів каналізації. Загально-сплавна каналізація призначена для відведення всіх стоків разом.

Каналізація складається з послідовно сполучених внутрішньо-квартирних, будинкових, міських І позаміських трубопроводів, по яких рідкі покидьки відводяться 'на очисні споруди. Улаштовуючи каналізацію, необхідно передбачити непроникність труб у місцях їх з'єднання, щоб стоки не забруднювали грунт.

Господарська - фекальні стічні води надходять із житлових, і громадських будівель, побутових приміщень промислових підприємств. Вони включають води із кухонь, убиралень, лазень, пралень, лікарських закладів тощо. Ці води містять велику кількість органічних речовин (близько 60 %), характеризуються значною каламутністю, слаболужною реакцією (рН=7,2-7,6), великою кількістю завислих частинок. Вони небезпечні в епідемічному відношенні, оскільки містять патогенні мікроорганізми і ентеровіруси, а також велику кількість яєць гельмінтів.

Склад промислових стічних вод пов'язаний з характером тех­нологічного процесу на підприємстві. Вода використовується як теплоносій, розчинник, засіб для транспортування, для вилучення викидів і інших потреб. Склад промислових стічних вод різний. Активна реакція їх коливається від кислої до лужної. Вони містять різні хімічні речовини, в тому числі токсичні, часто мають специ­фічний запах, колір, підвищену температуру.

Зливові води поділяють на дощові і розталі. Ці води каламутні, містять велику кількість ґрунтових домішок, мікроорганізмів, їх склад в значній мірі залежить від санітарного стану територій, з яких вони стікають.

Скидання неочищених стічних вод у водойми може зумовити їх забруднення. Різні стоки збільшують каламутність води, надають воді специфічного запаху, кольору. На окиснення органічних речо­вин, що містяться у стічних водах, витрачається багато кисню води, внаслідок чого вода у водоймі може загнивати, викликати загибель водоростей, риби і інших тварин у водоймі. Неочищені побутові стоки містять значну кількість збудників інфекційних захворювань і яєць гельмінтів, що небезпечно в епідемічному відношенні. Щоб попередити забруднення водойм, які є джерелом питного і культур­но-оздоровчого водокористування, стічні води перед спуском у відкриті водойми необхідно очищати й знезаражувати.

Очистку господарсько-фекальних стічних вод можна розділити на три послідовні етапи: механічне (звільнення від грубих мінеральних і органічних часток), біологічне (мінералізація органічних речовин, які знаходяться в колоїдному або розчиненому стані) і знезаражування.

Механічне очищення стічних вод проводиться за допомогою решіток, пїсковловлювачів і відстійників. Решітки являють собою паралельні залізні прути, які встановлюють в місці поступлення стоків на очисні споруди. На них затримуються грубі завислі рештки (папір, ганчір'я, вата, кухонні покидьки тощо), які по мірі необхідності вруч­ну або механічним способом видаляються.

Пісковловлювачі призначені для затримування мінеральних домішок. Зміна швидкості руху потоку води у спеціальних лотках сприяє осіданню важкого піску і заважає осіданню легкої органіч­ної зависі. Покидьки, зібрані з ґрат і пісковловлювачів, зберігають у закритих приймачах під шаром хлорного вапна. По мірі накопичен­ня їх спалюють або вивозять на поля асенізації.

Після пісковловлювачів стічна вода надходить у первинні відстійники, де осідає основна маса завислих речовин, переважно органічного походження. Відстійники бувають горизонтальні, вер­тикальні і радіальні. Вони являють собою великі резервуари, в яких вода рухається із швидкістю близько 7 мм/с, за рахунок чого по­кидьки випадають на дно у вигляді осаду. Осад згрібається до цен­тру відстійника в заглиблений приймач і під тиском стовпа води або за допомогою насоса вилучається з резервуару. М.ул поступає у метантенки.

Метантенки- залізобетонні резервуари циліндричної форми, в яких відбувається збродження мулу (спочатку кислотне, потім лужне). Після лужного бродіння мул набуває чорного кольору і специфічного запаху. Щоб поліпшити переробку осаду, його за до­помогою пари або води підігрівають до 40-55 °С і перемішують. Під час бродіння утворюється газ - метан, який збирається у газовому ковпаку, розташованому у верхній частині метантенка, звідки відво­диться в спеціальні резервуари і використовується в котельній станції очистки. Одержаний після бродіння мул безпечний в епідемічному відношенні і підлягає механічному зневодненню. Після підсихання на мулових майданчиках мул використовується на полях як орга­нічне добриво або як паливо в котельнях.

Після механічного очищення стічні води поступають на біоло­гічне очищення. Біологічне очищення необхідне для мінералізації розчинених органічних речовин, які залишилися у воді після відсто­ювання. Біологічне очищення стічних вод є природне І штучне. В природних умовах очищення здійснюється на полях фільтрації, по­лях зрошення їв біологічних ставках. Для штучного очищення при­значені спеціальні споруди, в яких відтворюють умови, що спостері­гаються в грунті (біологічні фільтри) або у водоймі (аеротенки).

Для окиснення розчинених органічних речовин вода поступає на один з багатьох існуючих комплексів, одним з .яких є біофільтри. Біофільтри - це резервуари, заповнені твердим матеріалом (шлаком, щебенем, гравієм), через який фільтрується стічна вода (рис. 3). Для підвищення ступеня аерації в бокових стінках знизу роблять повітропроникні канали. На дренажне дно насипають знизу шар грубого гравію або шлаку, потім шар гравію або шлаку меншого розміру і зверху - шар дрібного гравію. За допомогою спеціальних пристосувань (спринклерів) стічна вода розбризкується по всій по­верхні біофільтра. Під впливом кисню повітря, що проходить через завантажувальний матеріал, відбувається окиснення розчинених у воді органічних речовин. Через деякий час на поверхні фільтруючо­го матеріалу утворюється біологічна плівка. Вона в значній кількості затримує органічні речовини, мікроорганізми-пожирачі (інфузорії, джгутикові та ін.), які майже повністю звільняють воду від Інших мікроорганізмів, у тому числі й патогенних. З біологічних фільтрів вода поступає у вторинні відстійники. Після очистки вода стає про­зорою, майже без запаху І органічних речовин.

Більш ефективним, ніж біофільтр, є аерофільтр. Він має більшу висоту фільтруючого шару і пристрій для підсилення вентиляції фільтра. Стічна вода надходить зверху, а повітря подається знизу. Таке збагачення киснем прискорює процес окиснення і дозволяє пропускати більший об'єм води порівняно з біофільтром.

Рис. 3. Біологічний фільтр:

1 - дозуючий бак; 2 - сифон; 3 - спрінклери (розбризкуючі); 4 - магістральна труба; 5 - розподільні труби; б - дренаж із плиток; 7 - повітряні канали для дренажу; 8 - завантаження фільтра (шлак діаметром 10-20,20-40, 50-70 мм); 9 -канал для відведення очищеної води.

Аеротенк являє собою довгий залізобетонний резервуар гли­биною 3-6 м, без завантажувального матеріалу. Тут окиснення орга­нічних речовин відбувається у водному середовищі за участю ак­тивного мулу, заселеного великою кількістю мікроорганізмів-мінералізаторів. Вони відіграють головну роль в окисненні органічних речовин. В аеротенк по повітропроводах, розташованих у нижній частині резервуара, за допомогою компресорів під тиском подають повітря, яке крізь пористі пластинки надходить у воду. Пройшовши аеротенк, органічні речовини окиснюються, а стічна вода направ­ляється у вторинний відстійник для вилучення активного мулу, який повторно використовується в аеротенках.

Після цього вода набуває високої прозорості, але містить ще велику кількість мікроорганізмів. Знезаражування води проводиться шляхом хлорування газоподібним хлором, або хлорним вапном. Очи­щена і знезаражена вода перед спуском у відриті водойми поступає у біологічні ставки, де звільняється від хлору і насичується киснем.

Стічні води можна очищувати також природним шляхом на полях фільтрації і полях зрошування.

Поля фільтрації являють собою земельні ділянки, огороджені земляним валом, розподілені на окремі грядки типу городніх. Стічна вода по трубах надходить до найвищої точки полів фільтрації, а звідти самопливом поступає у спеціальну мережу розподільних ка­налів і розливається по окремих картах. Зрошення ведеться або суцільним заливом, або по борознах. Процеси біохімічного окис­нення органічних речовин, що є у стічних водах, проходять у верх­ньому шарі грунту. Стічна вода, фільтруючись крізь грунт, звільняєть­ся від завислих речовин, котрі завдяки кисню, що є у порах грунту, окиснюються і мінералізуються. Тут також затримується більшість мікроорганізмів, яєць гельмінтів.

Профільтровану через грунт воду збирають у дренажну мережу відкритого або закритого типу. Відкритий дренаж (канави) проходить по периметру ділянок і має схил у бік головної дренажної канави, котра виводить очищену воду у водойму. Закритий дренаж закладають на глибині 0,75-1,0 м з глиняних труб з проміжками між ними для надходження дренажної води. Ці труби з'єднують з головним дренаж­ним колектором, по якому вода відводиться за межі полів фільтрації.

На полях зрошення так само, як і на полях фільтрації прово­диться очистка стічних вод. Але на відміну від останніх поля зро­шення використовуються одночасно і для вирощування сільсько­господарських культур (технічних, зернових, кормових). Сюди вода надходить після механічного очищення І використовується для по­ливу. Після біологічного очищення через грунт вода збирається в дренажну систему, надходить в біологічні ставки чи у водойму,

Очистка промислових стічних вод здійснюється різними способами. З допомогою відстійників, пісковловлювачів, жировлов-лювачІв, нафтопасток вилучаються плаваючі і осаджуються завислі частинки. Відстоювання стоків, при необхідності, здійснюється із застосуванням коагулянтів-сульфату алюмінію, сульфату заліза та ін. На 20-30 % прискорюють осаджування, порівняно з коагулянта­ми, флокулянти, наприклад, поліакриламід. При цьому пластівці гідроксидів збільшуються.

Для вилучення із стічних вод деяких цінних для народного господарства речовин застосовують екстракцію, іонний обмін та Інші методи. При екстракції речовини, які містяться в стічній воді (фенол та їн.), переходять в екстрагент-чотирьоххлористий вуглець, хлороформ, бензол тощо, а потім вилучаються з нього. Екстрагент - нерозчинна у воді рідина, яка для очищення стічних вод може вико­ристовуватися повторно.

Іонообмінне очищення стічних вод в значній мірі звільняє воду від токсичних речовин і дозволяє повертати у виробництво такі цінні речовини, як нікель, цинк, мідь, феноли та ін. Ці способи основані на застосуванні синтетичних іонообмінних смол (карбок­сильних, фенольних), які мають здатність обмінювати Іони водню на катіони кольорових І важких металів. Відпрацьовані зерна смоли підлягають регенерації і повторному використанню.

Кислі стічні води на спеціальних спорудах обробляються вап­ном або нейтралізуються за допомогою фільтрації крізь магнезит, доломіт, вапняк. Для ліквідації органічних речовин промислові стічні води піддаються біохімічному очищенню.

Використана література:

1. Гігієна з основами екологія / За ред. Литвинової Г.О. – К., 1999.

2. Основи гігієни / За ред. Кондратюк Є.П. – К., 2003.

3. Охорона праці. – К., 2003.